專利名稱：聚對苯二甲酸丁二醇酯bcf長絲的生產方法
技術領域：
本發明屬于紡織領域，具體涉及一種聚對苯二甲酸丁二醇酯BCF長絲的生產方法。
背景技術：
聚對苯二甲酸丁二醇酯，英文名polybutylene terephthalate (簡稱PBT),屬于聚酯系列，是由I. 4-pbt 丁二醇(1.4-Butylene glycol)與對苯二甲酸(PTA)或者對苯二甲酸酯(DMT)聚縮合而成，并經由混煉程序制成的乳白色半透明到不透明、結晶型熱塑性聚酯樹脂。與PET—起統稱為熱塑性聚酯，或飽和聚酯。PBT為乳白色半透明到不透明、結晶型熱塑性聚酯。具有高耐熱性、韌性、耐疲勞性，自潤滑、低摩擦系數，耐候性、吸水率低，僅為0. 1%，在潮濕環境中仍保持各種物性(包括電性能)，電絕緣性，但體積電阻、介電損耗 大。耐熱水、堿類、酸類、油類、但易受鹵化烴侵蝕，耐水解性差，低溫下可迅速結晶，成型性良好。缺點是缺口沖擊強度低，成型收縮率大。目前市場上的PBT產品均是POY預取向絲或加彈絲DTY，這種紗線的纖度一般均在150-300旦左右，不能直接在地毯上應用，必須要先通過多次合股，再倒成框紗染色，然后再倒筒成型方能運用到地毯織造中，用這種方法制造的地毯由于工序較多、流程長，所以成本較聞。BCF長絲又稱膨化變形長絲(bulked continuous filament yarn),將拉伸后的復絲進行膨化變形，經定型處理，固定其膨松和卷曲效應，因而纖維之間空隙增大，使紗體膨松。BCF長絲主要應用于地毯織造。現有的BCF長絲的生產工藝為一步法，主要步驟包括噴絲、冷卻、上油、拉伸、BCF膨化變形、冷卻定型、輸出、纏結網絡、卷繞。這種一步法生產工藝要求較高，進一步增加了將PBT切片應用于生產BCF長絲的難度。
發明內容
本發明的目的是提供一種聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT) BCF長絲的生產方法，以PBT切片為原料，生產BCF長絲。該BCF長絲可應用于地毯織造中。本發明的目的可以通過以下措施達到
一種高收縮/高卷曲聚對苯二甲酸丁二醇酯BCF長絲的生產方法，其包括如下步驟
(1)將特性粘度為0.9 I. 0的PBT切片通過干熱空氣干燥后，在260 275°C下經螺桿熔融擠出；
(2)噴絲；
(3)采用冷卻風進行吹風冷卻；
(4)上油和牽伸，其中牽伸溫度為65-165°C;牽伸比為2-3倍
(5)BCF膨化變形；
(6)冷卻定型、輸出、纏結網絡和卷繞。作為本發明的改進，PBT切片熔融擠出前還可加入滌綸色母粒混合均勻，所述色母粒中水分低于200ppm。為了達到上述水分含量，所述色母粒加入PBT切片之前，采用常規方法進行干燥，具體步驟為在120°C下烘干3-4h。色母粒的用量根據實際要求確定。步驟(I)中，PBT切片的干燥采用特殊的干熱空氣工藝，優選將切片定量輸送至干燥塔中，通過干熱空氣在125 135°C(優選130°C )下干燥4-5小時，干熱空氣氣壓0. 6-0. 8bar o
步驟(I)中，螺桿熔融擠出溫度優選采用260 270°C。步驟(2)中熔體經計量泵計量、加壓后送入噴絲板噴絲，根據地毯客戶要求的紗線纖度，通過計算來設定計量泵的轉速，從而控制紗線的纖度。一般計量泵的轉速為5—30轉/分。作為優選方案，步驟(3)中采用風速為0. 3 0. 75米/秒、溫度為15-25°C左右的冷卻風進行吹風冷卻。一般采用側吹風。步驟(4)中上油率為I. 0%-1. 3%，優選上油率為I. 2%。牽伸的工藝條件為第一牽伸輥速度800-850米/分，溫度60-65°C ;第二牽伸輥速度950-1000米/分，溫度80-85°C;主牽伸輥速度2100-2320米/分，溫度150_165°C。在前述條件范圍內，可通過控制不同牽伸輥速度和溫度使絲束內的分子結構改變沿牽伸方向軸向排列，使纖維得到需要的斷裂強度與伸長率。步驟(5)中，BCF膨化變形過程時的壓力為7_8bar，溫度為185_195°C。步驟(6)中，冷卻定型時冷卻鼓轉速為30-45轉/分；輸出時第一輸出輥速度為1750-2000米/分，第二輸出輥速度為1790-2100米/分；纏結網絡時，壓力為3. 0-6. Obar,卷繞速度為1750-2100米/分。本法所得PBT BCF長絲的纖度為1200-2000分特，單絲纖度為5_15dpf，卷曲率為30%-35%，斷裂強度為2. 5-3. 5cN/dtex,斷裂伸長率為31%_40%，沸水收縮率I. 0-3. 5%,網絡點15-30個/米。本生產方法所得PBT BCF長絲可在地毯織造中的應用。BCF是地毯絨面材料中最經濟的加工方法，可使的紗線形成三維卷曲，達到最佳的覆蓋性能，由于BCF是一步法工藝，亦可根據需要在紡絲時直接加注不同顏色的色母粒進行原液染色，所得紗線可直接用于地毯織造，可大大地縮短加工流程，減輕地毯的原料成本。本發明克服了 PBT BCF長絲的生產問題，研究了 PBT BCF長絲在熔融紡絲生產過程中，各種因素(如PBT切片的選用、原料干燥、紡絲溫度、拉伸條件及變形膨化的工藝條件)對PBT BCF長絲生產的影響，通過大量實驗和不斷地優化，得到連續的、穩定的、可拉伸的長絲用于BCF膨化變形，所得PBT BCF長絲收縮/卷曲效果好，可以滿足地毯織造的不同要求(如卷曲率，斷裂強度、斷裂伸長率、收縮率、網絡點等)。其中PBT切片的選用與干燥、紡絲溫度和拉伸條件是能夠制備出長絲關鍵。
具體實施例方式實施例I :
原料PBT切片，常州市瑞特工程塑料有限公司提供，牌號T01，特性粘度1. 0，。色母粒常州龍馬高分子技術有限公司，牌號TN128加入量1. 5%。
噴絲板300孔/三葉型，葉寬0. 24毫米、葉長0. 7毫米。PBT BCF長絲的生產方法如下
PBT色母粒干燥烘干將PBT色母粒在120°C溫度下烘3小時，使色母粒中水份低于約200ppm ；
PBT切片干燥將切片定量輸送至干燥塔中，干熱空氣氣壓0. 8BAR,使切片在130°C下干燥4. 5小時；
向PBT切片中加入質量為PBT切片質量I. 5%的色母粒并送入螺桿擠出機熔融混和，其熔體經擠出機擠出后直接進入紡絲箱體，其中，各區溫度控制為(°C):螺桿260、265、270、270、270，紡絲箱溫度270。
噴絲計量泵轉速10. 0轉/分；
冷卻側吹風溫度20°C，速度0. 5米/秒；
上油、牽伸上油率1. 3%，牌號德國司馬2711 ;牽伸第一牽伸輥速度850米/分，溫度65°C，第二牽伸輥速度1000米/分，溫度85°C，主牽伸輥速度2100米/分，溫度150。。；
BCF膨化變形壓力7. 5bar、溫度195°C ；
冷卻定型、輸出、纏結網絡、卷繞冷卻鼓速度40轉/分，第一輸出輥速度1750米/分，第二輸出輥速度1790米/分；纏結網絡壓力4. Obar，卷繞速度1750米/分，卷繞時間350 秒。所得PBT BCF長絲纖度1500分特/300F，熱卷曲率30. 5%，斷裂強度3. 5cN/dtex,斷裂伸長率33. 2%，沸水收縮率2%，網絡點20個/米。實施例2
原料PBT切片，常州市瑞特工程塑料有限公司提供，牌號T01，特性粘度1. O。噴絲板120孔/三葉型，葉寬0. 24毫米、葉長I. 2毫米。PBT BCF長絲的生產方法如下
PBT切片干燥將切片定量輸送至干燥塔中，干熱空氣氣壓0. 8BAR,使切片在130°C下干燥4. 5小時；
將PBT切片送入螺桿擠出機熔融混和，其熔體經擠出機擠出后直接進入紡絲箱體，其中，各區溫度控制為(°C):螺桿265、270、270、275、275，紡絲箱溫度270。噴絲計量泵轉速8. 2轉/分；
冷卻側吹風溫度18°C，速度0. 45米/秒；
上油、牽伸上油率1. 2%，牌號德國司馬2711 ;牽伸第一牽伸輥速度800米/分，溫度65°C，第二牽伸輥速度1000米/分，溫度85°C，主牽伸輥速度2320米/分，溫度165 0C ；
BCF膨化變形壓力7. 5bar、溫度185°C ；
冷卻定型、輸出、纏結網絡、卷繞冷卻鼓速度35轉/分，第一輸出輥速度1980米/分，第二輸出輥速度2015米/分；纏結網絡壓力6. Obar，卷繞速度2000米/分，卷繞時間320 秒。所得PBT BCF長絲纖度1250分特/120F，熱卷曲率32. 5%，斷裂強度3. 3cN/dtex,斷裂伸長率31. 3%，沸水收縮率I. 5%，網絡點25個/米。
權利要求
1.一種聚對苯二甲酸丁二醇酯BCF長絲的生產方法，其特征在于包括如下步驟 (1)將特性粘度為O.9 I. O的PBT切片通過干熱空氣干燥后，在260 275°C下經螺桿熔融擠出； (2)噴絲； (3)采用冷卻風進行吹風冷卻； (4)上油和牽伸，其中牽伸溫度為65-165°C;牽伸倍數為2-3倍 (5)BCF膨化變形； (6)冷卻定型、輸出、纏結網絡和卷繞。
2.根據權利要求I所述的方法，其特征在于步驟(I)中，PBT切片在熔融擠出前，還加入水分低于200ppm的滌綸色母粒。
3.根據權利要求I所述的方法，其特征在于步驟(I)中，所述PBT切片的干燥方法為PBT切片通過干熱空氣在125 135°C下干燥4 5小時，所述干熱空氣的氣壓O. 6 O. 8bar。
4.根據權利要求I所述的方法，其特征在于步驟(3)中，所述冷卻風的風速為O.3 0.75米/秒，溫度為15 25°C。
5.根據權利要求I所述的方法，其特征在于步驟(4)中，上油過程中的上油率為1.0% I. 3%O
6.根據權利要求I所述的方法，其特征在于步驟(4)中，牽伸過程的工藝條件為第一牽伸輥速度800 850米/分，溫度60 65°C ;第二牽伸輥速度950 1000米/分，溫度80 85°C ;主牽伸輥速度2100 2320米/分，溫度150 165°C。
7.根據權利要求I所述的方法，其特征在于步驟(5)中，BCF膨化變形過程時的壓力為7 8bar，溫度為185 195°C。
8.根據權利要求I所述的方法，其特征在于步驟(6)中，冷卻定型時冷卻鼓轉速為30 45轉/分；輸出時第一輸出輥速度為1750 2000米/分，第二輸出輥速度為1790 2100米/分；纏結網絡時，壓力為3.0 6. Obar，卷繞速度為1750 2100米/分。
9.根據權利要求I所述的方法，其特征在于本聚對苯二甲酸丁二醇酯BCF長絲的卷曲率為30% 35%，斷裂伸長率為31% 40%，沸水收縮率I. O 3. 5%。
10.根據權利要求I所述的方法，其特征在于本聚對苯二甲酸丁二醇酯BCF長絲的纖度為1200 2000分特，單絲纖度為5 15dpf，網絡點15 30個/米。
全文摘要
本發明公開了一種聚對苯二甲酸丁二醇酯BCF長絲的生產方法，其包括將特性粘度為0.9～1.0的PBT切片通過干熱空氣干燥后，在260～275℃下經螺桿熔融擠出；噴絲；采用冷卻風進行吹風冷卻；上油和牽伸，其中牽伸溫度為65-165℃；牽伸比為2-3倍BCF膨化變形；冷卻定型、輸出、纏結網絡和卷繞。本法所得PBTBCF長絲的纖度為1200-2000分特，單絲纖度為5-15dpf，卷曲率為30%-35%，斷裂強度為2.5-3.5cN/dtex，斷裂伸長率為31%-40%，沸水收縮率1.0-3.5%，網絡點15-30個/米。本法所得PBTBCF長絲可在地毯織造中直接應用。
文檔編號D01D5/088GK102732989SQ20121025047
公開日2012年10月17日 申請日期2012年7月19日 優先權日2012年7月19日
發明者房軍 申請人:江蘇開利地毯股份有限公司